Недостатком термических методов переработки углепластиков является образование большого количества побочных пиролизных газов, в том числе оксида углерода, которые необходимо улавливать и конденсировать.
Проблема газообразных выбросов и карбоновые полигоны
Образование оксида углерода характерно не только для процессов деструкции полимеров. Углекислый газ выделяется при сжигании топлива, в металлургии, химической промышленности, а также в природе (брожение, дыхание, вулканическая деятельность). Накопление CO₂ в атмосфере усиливает парниковый эффект.
Для снижения этого влияния за рубежом разрабатывают технологии улавливания и утилизации углерода — CCUS (Carbon Capture, Utilization and Storage). Крупные компании внедряют их для повышения эффективности переработки [5, 6].
В России с 2021 года по инициативе Президента и Минобрнауки стартовали проекты по созданию карбоновых полигонов. На этих площадках разрабатывают методы оценки баланса экосистем, учета выбросов и улавливания углекислого газа. Рекомендуется конденсировать и очищать CO₂ для дальнейшего использования в производстве, закачки в истощенные после добычи полезных ископаемых пласты или повышения нефтеотдачи на старых месторождениях [7, 8].
Создание новых ПКМ из переработанного волокна
Продукты переработки углепластиков (волокна ограниченной длины, порошки, гранулы) можно использовать в автомобилестроении, авиации, строительстве и для создания очистных систем. Лидерами в этой области являются Япония (Toray Industries, Mitsubishi), Германия (SGL Carbon) и США (Hexcel, Cytec) [3].
Однако создание ПКМ из рекуперированного УВ сталкивается с рядом трудностей:
1. Нестабильность сырья: оно неоднородно и загрязнено продуктами деструкции матрицы.
2. Плохая адгезия: на поверхности вторичного волокна часто отсутствуют функциональные группы, что требует особых подходов к аппретированию.
3. Сложность подбора связующего.
4. Перечисленные особенности накладывают ограничения на выбор и применение технологий производства ПКМ, а также обусловливают необходимость модернизации оборудования и разработки новых компаундов, что требует дополнительных финансовых затрат. К примеру, для улучшения адгезии между полимерной матрицей и наполнителем можно использовать методы модификации поверхности: окисление, аппретирование, плазменную или ионно-лучевую обработки. На практике часто приходится использовать комбинирование технологий получения ПКМ для достижения желаемого качества готового изделия: к примеру, смешение вторичного УВ с первичным и связующее, для отверждения которого не требуется избыточное давление и температура [9, 10].
На рисунке 7 представлены образцы ПКМ на основе эпоксидной смолы и вторичного УВ в качестве наполнителя, полученные по технологии ручного формования в форму.
Препятствия и перспективы развития переработки
Для создания новых функциональных материалов на основе рекуперированного углеродного волокна и оптимизации имеющихся технологических решений требуются длительные и кропотливые научные изыскания, а также консолидированный подход государства, промышленности и бизнеса.
August 14, 2026 105 1
